システムの評価指標

要点と定義

システムの評価指標は、性能、信頼性、経済性などを評価するための尺度である。性能指標には、要求から応答までの時間を示すレスポンスタイム、処理の依頼から完了までの時間を示すターンアラウンドタイム、単位時間当たりの処理量を示すスループットがある。ベンチマークは、定めた条件で性能を比較・評価する方法である。使用率は、対象期間に装置が処理に使われた時間の割合を表す。

キャパシティプランニングは、求められる処理の種類、量、時間などを見積もり、性能要件に応じたサーバやストレージの能力を選び、運用中も性能を把握・評価する取り組みである。

RASISは、信頼性（Reliability）、可用性（Availability）、保守性（Serviceability）、完全性（Integrity）、安全性（Security）の観点でシステムを評価する考え方である。MTBFは平均故障間隔、MTTRは平均修復時間を表す。修理可能な単一系では、稼働率をMTBF÷（MTBF＋MTTR）で表せる。経済性の評価では、初期コスト、運用コスト、直接コスト、間接コストなどを対象に含め、TCO（総所有費用）も用いる。

適用条件と例

処理要求の完了時間を比べるときは、到着時刻、処理時間、同時に処理できる数から処理順序を整理する。例えば、一定時間ごとに到着する複数要求を一件ずつ処理する場合と、空きがあれば二件まで同時に処理する場合では、最後の要求の完了時刻が異なる。CPUやディスクの使用率は、対象期間にその装置が処理した時間の合計を、全処理が完了するまでの経過時間で割る。複数装置を使う処理では、装置ごとに分子を求める。

二つの独立した装置について「一方だけが稼働」する確率を求める場合は、1台目だけが稼働する場合と2台目だけが稼働する場合を分け、それぞれの確率を足す。直列系では各装置の稼働率を掛け、並列系では全装置が停止する確率を1から引く。例えば、稼働率がそれぞれx、yの独立した二装置なら、直列系はxy、並列系は1−(1−x)(1−y)となる。装置を多重化して故障時にも機能を保つ設計は、信頼性を高める適用例である。

稼働率pの同一装置を用いる構成では、二台並列の稼働率は1−(1−p)^2、二台直列ならp^2である。構成が複数段になる場合も、直列部分と並列部分に分けて計算し、式の差を整理して大小を比較する。経済性の評価では、評価対象と期間を定め、初期コストや運用コストを含むTCOなどの指標を用いる。

二台の稼働状態が独立しているとき、一方だけが稼働する確率は、1台目だけが稼働する確率と2台目だけが稼働する確率の和で求められる。与えられた稼働率を用いると、それぞれ0.28と0.18であり、合計は0.46となる。

複数の要求が一定間隔で到着し、処理時間が一定の場合、同時処理数ごとに開始時刻と完了時刻を整理して全処理の完了時刻を求める。多重度1では16秒、多重度2では9秒となり、その差は7秒である。

保守性は障害からのサービス回復のしやすさに関係する。平均サービス回復時間がその評価指標に当たり、MTBFは故障の起こりにくさに関係する信頼性の指標である。